IT之家 6 月 23 日消息，據(jù)清華大學公眾號消息，清華大學藥學院丁勝團隊以哺乳動物小鼠為主要研究對象，經(jīng)過 6 年多攻關為再生領域“尋藥”，首次發(fā)現(xiàn)全能干細胞的體外定向誘導及其穩(wěn)定培養(yǎng)的“神奇藥水”。在未來，不止像小說中孫悟空身上的毫毛，動物身上的血液、皮膚等任何一處體細胞，都能通過重新編程為多能干細胞，進而“用藥”后成為能夠獨立形成生命的全能干細胞。6 月 21 日，丁勝團隊的研究成果 ——《采用小分子雞尾酒組合誘導小鼠全能干細胞》在國際頂級學術期刊《自然》（Nature）雜志上發(fā)表。該研究標志著從克隆技術到再生醫(yī)學，在生命科學領域開啟除自然胚胎孕育之外的其他途徑來創(chuàng)造或復原全新生命的可能。
帶著從培養(yǎng)箱里蹦出來一只小鼠的科學暢想，丁勝團隊將研究的重點聚焦在三個方面：無需生殖細胞參與、解決多能干細胞在什么條件下可以逆轉(zhuǎn)為具有獨立產(chǎn)生生命個體能力的全能干細胞、逆轉(zhuǎn)后的全能干細胞可穩(wěn)定培養(yǎng)且能自我復制。“逆轉(zhuǎn)包含兩層含義，表面看上去是細胞年齡的‘返老還童’，本質(zhì)上是細胞‘命運的轉(zhuǎn)折’，即能否重返全能干細胞階段，從而具備產(chǎn)生獨立生命個體的潛能?！闭劦竭@次的研究突破，丁勝教授話不多，但一針見血。
在哺乳動物中，全能性是指一個或一類細胞具有發(fā)育成胚內(nèi)和胚外組織的所有分化細胞，并進而形成一個有機體的能力。以小鼠為例，只有受精卵及二細胞期卵裂球才具有真正的全能性。迄今為止，哺乳動物生命的產(chǎn)生只能依賴于生殖細胞，通過精卵結(jié)合、克隆技術等方式產(chǎn)生。丁勝團隊的研究無需生殖細胞的參與，可以將小鼠身上的任何一個體細胞逆轉(zhuǎn)到與二細胞胚胎相似的階段。
這個逆轉(zhuǎn)過程，少不了會“72 變”的干細胞參與。根據(jù)干細胞的發(fā)育等級和分化能力，從高到低可以分為全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞。全能干細胞能最終發(fā)育成完整個體以及胚外組織，例如受精卵及二細胞期胚胎；多能干細胞具有無限增殖和多向分化潛能，例如胚胎干細胞；單能干細胞，僅具有分化為有限的幾種密切相關的細胞類型，如造血干細胞等。
2015 年以來，丁勝結(jié)合自己 20 多年通過化合物調(diào)節(jié)干細胞的研究經(jīng)驗，帶領團隊在自己實驗室找尋小鼠多能干細胞向全能干細胞逆轉(zhuǎn)的“神奇藥水組合”。他表示，為了更好地研究和控制全能干細胞，團隊建立了一個能夠誘導并維持這些細胞的系統(tǒng)，并采用嚴格的標準來確認全能干細胞身份。
利用已經(jīng)成熟的技術從體細胞逆轉(zhuǎn)為多能干細胞，然后找到合適的化學小分子，按照一定邏輯組合成“神奇藥水”對多能干細胞進行誘導，短短幾天，全能干細胞就能產(chǎn)生并穩(wěn)定培養(yǎng)。
2020 年，丁勝帶領團隊發(fā)現(xiàn)了三種化學小分子的組合可以將小鼠多能干細胞誘導成具有全能特性的細胞。由于三種化學小分子的組合與調(diào)制雞尾酒有異曲同工之妙，大家將這種分子組合稱為“TAW 雞尾酒藥物組合”。
經(jīng)過驗證，團隊發(fā)現(xiàn)加入“神奇藥水”誘導后的細胞，數(shù)百個關鍵基因被開啟。這些基因通常在全能干細胞中被發(fā)現(xiàn)，并被該領域的其他研究學者認定為確定全能性的標準。同時，與多能干細胞相關的基因處于沉默狀態(tài)。團隊還在體外測試了 TAW 誘導后的細胞的分化潛力，并將其注射到小鼠早期胚胎中以觀察其體內(nèi)的分化潛力。他們發(fā)現(xiàn)，這些細胞不僅在培養(yǎng)皿中表現(xiàn)出具備真正的全能干細胞的特點，而且在體內(nèi)還分化成胚內(nèi)和胚外譜系，具備發(fā)育成胎兒和卵黃囊、胎盤的潛力。
此外，作為非常善變的干細胞，小鼠的全能干細胞在自然狀態(tài)下是瞬時、不可逆轉(zhuǎn)的，會迅速向下分裂、分化、發(fā)育?！癟AW 雞尾酒藥物組合”的重要功能之一，是將全能干細胞“捕獲”，使其在體外可以自我復制的同時，維持其全能性狀態(tài)。
盡管目前從培養(yǎng)箱里蹦出一只小鼠的科學暢想還沒有完全實現(xiàn)，但丁勝團隊對全能干細胞的開創(chuàng)性研究打開了一扇門，它為再次創(chuàng)造個體生命甚至加速不同物種的進化創(chuàng)造了可能。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。